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船舶导航雷达天线布置设计要点郝绍瑞【摘要】船用雷达是船舶的重要助航、导航设备。
为确保航行安全，实现雷达天线系统的高性能、高可靠性和多功能等方面的导航、定位要求，雷达天线的高度及布置位置必须认真选取，否则将给雷达天线系统的工作造成一些不良后果。
文中所述有关雷达天线的布置设计要点以及雷达桅的适应性问题，可为相关设计人员提供参考。
%Marine radar is the important auxiliary and navigation equipment for ships. It is necessary to select the height and the location of radar antenna carefully in order to ensure the navigation safety and meet the requirements of navigation and positioning including the high performance, the high reliability and the multi-function of radar antenna system, otherwise the operation of radar antenna would result in adverse consequences. This paper discusses the key points of the arrangement of radar antenna and adaptitude issue of radar mast, which can provide references for the relevant designers.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P89-92)【关键词】船舶导航雷达;X波段导航雷达;S波段导航雷达;卫星导航系统;雷达盲区【作者】郝绍瑞【作者单位】中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011【正文语种】中文【中图分类】U666.1引言船用雷达是船舶的重要助航、导航设备，是保持正规暸望、避免船舶间发生碰撞的一种有效手段，尤其是在狭水道路、进出港及夜间、雾天等恶劣气象条件下，更显出雷达的优越性。
船用雷达0引言雷达概念形成于20世纪初。
雷达是英文radar的音译，为Radio Detection And Ranging的缩写，意为无线电检测和测距的电子设备。
它是利用电磁波探测目标的电子设备。
雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方向、速度等状态参数。
雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。
船上装备雷达始自第二次世界大战期间，战后逐渐扩大到民用商船。
1雷达的基本工作原理雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传给天线。
天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。
电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。
天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。
由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。
接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。
2船用导航雷达2.1 船用导航雷达简介船用导航雷达(marine radar )是保障船舶航行，探测周围目标位置，以实施航行避让、自身定位等用的雷达，也称航海雷达。
它特别适用于黑夜、雾天引导船只出入海湾、通过窄水道和沿海航行，主要起航行防撞作用。
2.2 船用雷达与普通雷达的区别一般雷达把自身作为不动点表示在平面位置显示器的中心。
但在航海中，船舶自身在运动，总是与固定目标或运动目标作相对运动。
适应航海环境的雷达，应是真正运动的雷达，须能自动输入船舶自身的航速和航向，数据必须相当准确。
2.3船用导航雷达的最小作用距离—盲区导航雷达是用来探测水上目标的方位和距离,它不受气候影响,可以全天候引导船舶进出港口、码头和海上安全航行。
导航雷达最大作用距离主要取决于雷达脉冲的传播天线,如雷达天线高度、目标大小、形状及反射天线等。
船用雷达工作原理雷达是利用电磁波进行遥感探测的无线电传感技术。
船用雷达利用超高频电磁波能够穿透雾、雨、霜、雪等恶劣气象环境，对水面、陆地、船只等进行探测，以实现船舶导航、安全警示和通讯等功能。
船用雷达主要由雷达天线、发射、接收、信号处理等部分组成，其工作原理为：雷达天线发出一束高功率、短脉冲的电磁波，并接收回波信号，在信号处理装置中将回波信号转换为可视化的雷达图像，以指引船只航行和避免风险。
船用雷达的发射部分包括频率发生器、高频功率放大器、脉冲调制器等。
频率发生器产生电波，高频功率放大器将电波放大，脉冲调制器将电波转换成短脉冲形式，控制发射时间和频率，从而实现雷达的发射功能。
雷达天线是船用雷达中的核心部分，用于发射和接收电磁波，在不同方向上扫描目标并接收回波信号。
雷达天线的构造形式有大臂、小臂、座式、开合式等多种，其选用应依据不同的使用场景和需求来决定。
接收部分由接收器、低噪声放大器、中频放大器、检波器、A/D转换器等组成。
接收器接收到回波信号后将其放大，并通过中频放大器将信号转换为中频信号，检波器将中频信号解调成低频信号，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，供信号处理部分进一步处理。
信号处理部分由波形处理器、滤波器、调制解调器、图像处理器等组成。
波形处理器将数字信号转换为基本波形，滤波器对信号进行滤波、降噪处理，调制解调器将信号转换成可视化图像信号，图像处理器将信号转换为雷达图像，供船员使用。
总之，船用雷达通过发射短脉冲电磁波、接收回波信号并进行处理，能够精确定位船只位置和目标方位、距离，提高船舶导航和安全性能。
在恶劣气象、强光干扰等环境中，船用雷达仍能实现高精度探测，为航行带来便利和保障。
船用导航雷达天线类型
船用导航雷达的天线类型通常可以分为两大类，开阵天线和旋转天线。
开阵天线是指由多个小型天线组成的阵列，可以同时进行多波束扫描，具有较高的目标分辨率和抗干扰能力。
这种天线通常用于要求高精度导航和目标探测的船舶，如军舰和特种船舶。
旋转天线则是指安装在雷达旋转支架上的单一大型天线，通过旋转运动来完成对周围环境的全方位扫描。
这种天线结构简单，成本较低，适用于一般商用船舶和渔船等。
此外，根据雷达工作频率的不同，船用导航雷达的天线还可以分为X波段、S波段、C波段等不同频段的天线。
不同频段的天线在传输距离、穿透能力和抗干扰能力上有所差异，船舶根据自身的需求和预算选择合适的天线类型。
总的来说，船用导航雷达的天线类型多样，船舶可以根据自身的需求和实际情况选择合适的天线类型，以确保航行安全和导航精度。
